- 给这本书评了5.0打开世界的门#每天解读一本书
一句话总结,用最浅显的语言为我们解开世界的帘幕。
开始的时候以为是本讲纯数学的书,读着读着牵涉到了四维空间,相对论,到后面连化学,核物理都囊括到了,而最难能可贵的是讲述的方法非常通俗 (相对而言),关于时间和空间相对性的解释是我接触过最好理解的一个,巧妙的以纯数学和几何学做为起点,逐步引入虚数以及图论等概念,为相对论视角下的新世界提供了一套非常清晰的视角,当时间和空间统一到了同一坐标系,我第一次感受到那种所有的感知大统一的快感。
在完成了对空间和时间这一基本概念的论述后,整本书进入了对物质的基本构成的讨论,从宏观到微观,从微观到能量,从行星运动的壮观图景到围观粒子截然不同的运动模式,一步步引发到构成物质的基本元素,最终延展到物质与能量的关系,我们会看到一个连续又渐变的曲线上下起伏,最终投影出世界中我们切实感受到的一切。
最后谈谈我的感受,这样的书籍远胜大多数的所谓科幻作品,如果抛开人的情感,这本书可以给大部分小说画上无知的评语,不过人之所以有趣的地方或许就在于此,我们往往需要的不是正确,而是一个信念,一个让我们可以以此为依据判断的信念,有的人依靠情感,依靠感觉,有的人依靠被证实的经验和法则,它们彼此没有高低,只是在不同的场景有效率的差别,而如果你愿意花时间去搞懂其中尽可能易懂却仍然复杂的概念,那么你至少能得到一个超越自己的视角去看待这个世界。转发转发同时评论快速转发评论6分享「微信」扫码分享给这本书评了5.0经过亿万年的优胜劣汰,我们进化出高性能的感官。我们的眼睛能够分辨果实是否成熟,我们的耳朵能够听到各种声音,我们的皮肤能够感知冷热,我们的舌头能够尝出酸甜苦辣咸。我们的感官让我们可以看、闻、触摸、品尝和听见我们所生活的环境。这个世界是如此真实。然而种种迹象表明,我们感受到的并不是全部。事实上,我们无法看见果实上的细菌,也无法听见蝙蝠发出的超声波,更无法用舌头区分盐酸和硫酸的差别。本能告诉我们,不要用手指去触摸极热或极冷的物体。对于我们来说,及时将手从极端环境中抽出,避免被烫伤或冻伤,比感知温度差异重要的多。时空扭曲现象我们通过感官去感受世界,自然会受到感官的限制。也就是说,我们的 “真实世界”,仅仅是建立在感官之上的感受而已。例如,我们的身体能够感受到明显的引力效应,却无法察觉时空的弯曲;我们的心灵能够感受到时间的流逝,却无法真正理解时间的意义,以及时间与空间和物质的关系。问题来了,时间是什么?乔治・伽莫夫在科普书《从一到无穷大》中写道:时间是物理世界中的第四个维度。每个物体都有四个维度,其中三个是空间维度,还有一个是时间维度。乔治・伽莫夫《从一到无穷大》我们生活在三维的空间内,第四维的概念常常蒙着一层令人疑惑的神秘色彩。作为被长度、高度和宽度所限的生物,我们哪儿来的胆量高谈阔论四维空间。穷尽我们三维头脑的智慧,是否有可能想象出四维空间的模样?一般情况下,我们可以将低维度空间视作高维度空间的投影,或者高维度空间的截面。想象一下:一维是一条直线,砍一刀,它的截面是一个点;二维是一个平面,砍一刀,它的截面是一条线;三维是一个立方体,砍一刀,它的截面是一个平面。那么,什么东西砍一刀,从侧面看它的截面是一个立方体呢?乔治・伽莫夫的牛逼之处在于,提出了热大爆炸宇宙学模型。137 亿年前,宇宙是由一个致密炽热的奇点大爆炸后膨胀形成的。大爆炸不仅产生了物质和空间,还产生了时间和时间的起点。时间和空间构成四维时空,任何物质都可以看作一根在时间维度中不断向未来延展的胶棒。用二维平面代替三维空间,构建一个三维时空模型现在假设,整个世界被上帝按下了暂停键,所有物质都突然进入静止状态,只有你可以自由移动。你移动身体,从不同角度观察静止世界中的某一物体,你所看到的所有影像的集合,就相当于这个物体在四维时空中的一个截面。有一个非常有趣的四维时空理论。如果我们用坐标系来表达空间,它有 x、y、z 三个轴,时间是一根独立于空间的轴,目前只有 x 轴,我们可以假设时间也有 y 轴,那么这个 y 轴代表什么含义呢?在这个理论的基础上,我们可以把时间的 y 轴定义为可能性,每一个平行于 x 轴的线都是一种可能性。在这些平行线中,你可能是商人、政客,也可能是厨师、清洁工、司机等等,这就是平行宇宙的由来。当然,这只是一个猜测,还没有被证实。如果时间的 y 轴是一个真实存在的维度,那么有比它更高的维度吗?高维空间的秘密就在我们身边,它根植于微观世界的尽头。因为,那里是构建世界的本质所在,也是构建我们自己的本质所在。在那里,时间与空间,物质与能量,都发生了巨大的变化,已不再是我们日常所感知的形式。RHIC 对撞机可以将中子分解成夸克和胶子在乔治・伽莫夫的时代,人们认识到原子并不是构成物质的最小单位,经过无数科学家的不懈努力,终于发现原子是由电子和原子核组成,原子核是由质子和中子组成,质子是由 3 个夸克组成。那么,夸克是构成物质的最小单位吗?不是。后来,科学家又发现了很多与夸克处于同一尺度的基本粒子,居然有 62 种之多。再后来,一批优秀的科学家想出了一个令人脑洞大开的 “弦理论”。从原子到夸克,再到弦弦理论认为,一维的弦是构成物质的最小单位。以不同模式振动着的弦,产生出人类已知的 62 种基本粒子,同时也产生出人类所处的现实世界。弦理论如此引人瞩目,是因为它能够用一条规律来描述微观世界与宏观世界的四种基本作用力(电磁力、弱力、强力、引力),很有潜力成为统一量子物理学和广义相对论的终极理论。最新的 M 理论(1994 年)建立在弦理论的基础之上,宇宙中所有的物质和能量转化,包括时间和空间的交互,都能够用这个理论来解释。霍金在《大设计》中指出,M 理论可能是爱因斯坦穷极一生所追寻的 “大一统理论” 的最终答案。M 理论中的膜宇宙 M 理论的核心内容是多维空间。我们的宇宙是一层十一维的膜,其中的七个维度被蜷缩到非常小的普朗克尺度,小到我们的感官无法察觉;剩下的四个维度中,一个是时间维度,还有三个是我们所能感知的空间维度。尽管 M 理论已取得累累硕果,但是我们所窥见的只不过是冰山一角而已。目前,M 理论存在很多棘手问题。例如,缺少准确的数学模型,只能采用近似方程进行计算,其结果误差很大;再加上难以理解的数学基础,使一些不太擅长数学的物理学家望而却步。而且,M 理论研究的是普朗克尺度下的微观世界。以弦为例,假设原子和太阳系一样大,那么弦的尺寸仅相当于地球上的一辆小汽车。弦实在是太小了,现在的实验仪器是没办法观测到它的,只能通过数学分析的方法,去证明它的真实性。不同振动模式的弦最深层的奥秘尚待揭示,世界的真面貌,仍然迷雾重重。所以,提出 M 理论的物理学家爱德华・威滕指出:为了充分了解它,需要发明新的数学工具。其实早在 1946 年,乔治・伽莫夫就在《从一到无穷大》中告诉读者:理论数学是科学家解释物理世界的工具。很多停留在经验主义阶段的物理学理论,等待着最杰出的数学家去证明。1968 年,也就是乔治・伽莫夫去世的那一年,意大利科学家韦内齐亚诺发现了弦理论的雏形。时至今日,书中讲到的相对论、四维时空、大爆炸理论等等,都不再是最前沿的物理学理论,M 理论已成为物理学界的新宠。但是,在这漫长的七十多年里,《从一到无穷大》却从未过时。从未过时的《从一到无穷大》能够创造这个奇迹,很大程度上归功于乔治・伽莫夫的写作方式。他着重介绍数学和物理的基础内容,从人们习以为常的现象入手,运用数学分析的方法,带领读者发现放诸四海而皆准的客观规律。这样的思考方法和逻辑,是比知识更重要的东西,也是这本书历久弥新的关键所在。
转发转发同时评论快速转发评论3分享「微信」扫码分享给这本书评了5.0一本硬核的自然科学 "科普" 读物。本书从数学,物理,化学,生物进行了阐释。数学:数论(哥德巴赫猜想、费马大定理、欧拉定理等等),复数,概率学物理:狭义相对论,广义相对论,量子物理,热力学,天体物理,原子结构。这部分是最难的,可能一些三维变换或者相对论的粗浅知识就足以让读者放弃了,读不懂跳过就好。但也是这部分给我留下了深刻印象:旋转坐标系引入运动的观测者,使得尺缩和钟慢效应跃然纸上。非常精彩。化学:元素周期,原子弹原理,核裂变核聚变生物:染色体的遗传基因,基因的隐性和显性遗传,基因突变,病毒
转发转发同时评论快速转发评论3分享「微信」扫码分享给这本书评了5.0科普界的圣经这本书一言以蔽之,那就是科普著作里的圣经。作者是伽莫夫,是波尔年龄最小的徒弟,语言风格就是幽默,这让他的科普作品有着巨大的魅力。我最初是表哥推荐,买了纸质书读了两遍,后来转赠给了一个初中同学。现在想着要不要再买一本珍藏。看作者就知道这本书肯定是比较老了。波尔那个时代的嘛,离现在也有几十年了。当时一些新兴的理论,现在看来也不足为怪了。但好的科普作品不怕老,能把已知的科学理论讲出新角度,新思维,新思想,将科学与感性完美结合。从书名上看好像是只跟数学有关,而无穷大其实只是书里探讨的一个话题,书中还涉及到了物理,化学,生物等学科。它是许多人爱上科学的理由。
转发转发同时评论快速转发评论3分享「微信」扫码分享给这本书评了5.0天才的合集物理学家、生物学家乔治・伽莫夫的代表作《从一到无穷大》,我是从吴军老师推荐的书单中发现本书的,这本书对吴军老师的一生产生了重大影响的科普读物,他是通过本书认识数学和物理学的,也是通过它理解科学的思维方式的。本书的内容没什么新鲜的,大家在中学都学了,关键是沿着这位物理学大师的思路,学会一种科学的思维方法。在本书中,伽莫夫从数学知识入手,逐步发散到其他各个学科领域,介绍了数学、物理学、化学、热力学、遗传学、宇宙学等领域在 20 世纪取得的重大进展,是当今世界具有很大影响力的科普著作之一。全书内容深入浅出,展现了科学的迷人魅力。乔治・伽莫夫,世界顶尖的物理学家、天文学家、生物学家,曾师从著名物理学家玻尔和卢瑟福。在物理学领域,他是最早提出宇宙 “大爆炸” 理论的学者之一。在生物学领域,他首先提出了生物学中的 “遗传密码” 理论,给了 DNA 之父克拉克以很大的启发。伽莫夫是一代科普宗师,一共出版了 18 部科普作品,还曾获得过联合国教科文组织颁发的卡林伽科普奖。《从一到无穷大》是伽莫夫最著名的代表作,也是 20 世纪最具影响力的科普杰作之一。本书从 “无穷大数” 开始讲起,从数学知识入手,逐步介绍了物理学、化学、热力学、遗传学、宇宙学等领域在 20 世纪取得的重大进展,探讨了人类对于微观世界和宏观世界的认知。全书涵盖内容广博,语言深入浅出。清华大学科技与社会研究所的刘兵教授,1978 年在北大物理学院读大一,在数学老师的推荐下,第一次读到了《从一到无穷大》这本书。刘兵教授说,当时的感觉就像是在读侦探小说一样,手不释卷,欲罢不能,一晚上就读完了,之后又翻来覆去读了好多遍。他至今还认为,这是他读过的最好的科普书。不光刘兵一个人有这种感觉,从那个年代过来的大学生,许多人都对这本书有特殊的感情:当年中国刚刚恢复高考,大批青年迫切地需要科学读物,《从一到无穷大》中文版当年首印 55 万本,风靡一时,可以说是滋养了整整一代年轻人。而且,这本书写得非常有趣,无论文化程度高低,都能从中感受到科学的巨大魅力。甚至有读者说,自己就是读了这本书,才立志要成为一个物理学家。这可一点都不夸张,当今世界最杰出的实验心理学家、语言学大师斯蒂芬・平克,在小时候就读过这本书,他对于学术以及科普写作的兴趣,就受到了这本书的很大影响。本书中给我印象最深刻的是:是不被认可的数学天才康托发现集合论的事迹。康托历经 14 年的研究,在 40 岁的时候出版《一般集合论基础》,堪称对整个现代数学做了奠基的贡献,但本书刚出版的时候,数学界对此是铺天盖地的攻击跟反对,当时几乎所有的数学家都在抨击他。比如有人就搬出了 20 多年前已经去世了的数学王子高斯曾经的笔记,高斯这么写的:我反对把一个无穷量当作实体,数学中从来不允许这么做,无穷只不过是一种语言上的说法而已。这个还属于很轻的反对,更多的反对来自于他的亲朋好友。康托曾经的导师克罗内克评价集合论是空洞无物,还说康托已经是一个神经病人了。大数学家庞加莱说,应该把集合论当做一个有趣的病理现象来研究。外尔评价,集合论是雾中之雾,康托从前的至交好友施瓦茨因为反对集合论,结果跟康托都断交了。像大数学家克莱因,大哲学家维特根斯坦,像他们那样能够不在反对的文章中夹杂着讽刺,或者谩骂,只是理智客观地表达反对意见的人,其实已经算是很客气了。康托耗费了毕生青春做出来的东西,最终得到的是这样的回应。也就是在书出版的那一年,他因为精神压力过大,出现了严重的精神分裂,此后人生的 34 年里,一直分不清幻觉世界和现实世界的边界。据他妻子说,他偶尔有几个星期恢复清醒的时候,思想的敏锐程度甚至超过了他患病之前的水准,康托 40 岁后所有的成果,都是在这种间歇性的几周清醒的时间里完成的。在那 30 多年的浑浑噩噩的人生中,只有哥廷根数学学派的开山鼻祖希尔伯特,对康托有过真心的高度评价,他说康托的集合论是数学天才最优秀的作品,是人类纯粹智力活动的最高成就之一,是这个时代能夸耀的最伟大的工作,没有任何人能将我们从康托创造的伊甸园中驱赶出来。也因为希尔伯特的威望足够大,甚至连大数学家庞加莱听到希尔伯特这么评论康托,也重新端正了态度,把集合论重新研究了一遍,突然就顿悟了。几年前他还在调侃集合论是有趣的病理现象,但是在 1900 年之后,他也认识到这是一个太伟大的成果了,也就加入到研究的行列当中。我们作为旁观者,多希望这些顶级的数学家在 20 多年后给出的这些高度的认可,能让康托从精神分裂症中走出来,因为当初康托就是因为这些数学圈的恶评和谩骂病倒的。但是后来,从他的家人的描述中,我们才知道,那些鼓励,那些认可,并没有起到一丝一毫的安慰作用。康托人生的最后几年,因为一战的原因生活贫困,基本吃不饱饭。1918 年 1 月 6 号,他在一家精神病医院去世了......
转发转发同时评论快速转发评论2分享「微信」扫码分享给这本书评了4.0一本写于60年前的科普著作(摘录自公众号 "时光打磨")《从一到无穷大》第一版出版于 1961 年。虽然过去了 60 年,很多领域的研究都取得了突破,但这本以数学和物理方面基础理论为主要内容的书,依然是 20 世纪最伟大的科普著作。第一次被安利这本书是在吴军老师的课上,他介绍说即使 10 岁的小孩也应该读读这本书。第二次是在雷军近期的微博上,列了 6 本书问网友建议看哪本书,不久他更新微博说已经在读这本《从一到无穷大》。正好公司新采购的一批书籍中有这本,于是决定就选它作为今年阅读的第六本书。没想到作为数学和物理方面的科普读物,这本书读起来会这么费劲,常常在翻看几页后就睡意重重。加上正遇到出差和疫情的干扰,足足花了近 20 天才读完这二十几万字。以下为读书笔记,【】内是我的感想。一.Playing with Numbers1. 棋盘放麦粒,梵塔移圆盘,印刷行数机【想起科幻小说《诗云》】。前三大无穷数:所有整数和分数,所有几何点,所有曲线数。【好几个故事在吴军的数学通识讲义中都有提到。】2. 数论,归谬法,筛选法。人类还没有得出自动找到质数的公式,但找到了质数出现频率的公式。毕达哥拉斯三角形,费马大定理。i 虚数,负数的平方根。i 的平方等于 - 1。复数的几何运算。二.Space,Time and Einstein3. 拓扑学,多面体欧拉定理,四色问题。空间翻转,物体的手性,莫比乌斯环,克莱因瓶。书摘 #我们忙活了这么半天,到底想干什么?其实我们什么也不想干,只是让你做做思维体操。4. 四维时空,通过光年将时间纬度单位转为距离纬度单位。反向转换单位是光英里。空间距离是实数,时间距离是虚数。5. 空间与时间的相对性。旋转坐标轴就是四维空间在不同时间的投影变化。以太是承载光波的介质,而实际上:以太和物理空间这两个词说的其实是一回事。接近光速的运动,会使运动物体的空间变短,时间变长。任何物体的运动速度都不可能达到或超过光速。光总是沿着最短路径传播,包括在弯曲的时空。引力是时空弯曲产生的效应。三.Microcosmos6. 微观世界,混合物,溶液,分子,原子,电子。原子中的结构和能量分布与太阳系非常相似。微观电磁定律与宏观引力定律相似。不同元素的结合,本质上是内部电子层间的互相组合。但相似不意味着完全一致,经典力学不适用于微观世界,也不适用于广袤宇宙。量子力学,任何物体之间的任何作用力都有确定的下限,包括观察仪器与观察对象。书摘 #经典力学理论只是非常接近真理的赝品。经典力学与微观力学汇总才能解释所有的粒子运动问题。7. 原子核由不同数量的质子(氢原子核)以及中子(质子失去一个正电荷变为中子)组成。书摘 #质子,中子,电子足以构成任何物质。无法观测到的中微子。核聚变,多个原子核合为一体。核裂变,原子核分裂。放射性元素可以在短时间内衰变释放基本粒子。阿尔法粒子就是氦原子核。人工核裂变反应,就是通过天然可裂变的重原子铀释放中子,轰击其他原子核,链式反应,使原子核不停裂变产生能量。8. 温度,热是分子的运动,固态是分子不运动形成的内聚力。外部压力可以辅助内聚力,因此压力越大,熔沸点越高。粒子的热运动,遵循随机的无序运动定理。光微粒从太阳的中心扩散至太阳表面的扩散也遵循这个定理。与概率:多事件同时发生的概率等于单个事件的概率相乘。或概率:多个事件中任意一个发生的概率等于单个事件的概率相加。书摘 #面对一些复杂事件的概率,我们的直觉可能完全靠不住。火柴扔条纹旗的概率,竟然可以算出圆周率。系统从可能性较低的状态朝可能性大的方向发展,直到平衡。熵增就是大概率的无序度发展定理。熵增的存在使得热能不可能完全转化为机械能。阳光带来了负熵,也就是能量中的秩序。9. 细胞可以称作生物原子。原生质,细胞核,染色体。隐形遗传基因(两条染色体都受影响才会表现)显性遗传基因(一条染色体受影响就表现。)每个独立的基因大约由 100 万个原子组成。基因是最小的生物单元。病毒是一种自由基因。【微观世界中,我们已经可以用无生命物质合成有生命的病毒】四.Macrocosmos10.【通过平行线夹角相同等几何理论,公元前 3 世纪的科学家就可以计算出地球的周长】书摘 #如果说行星星系是个专制国家,恒星星系更像某种民主政体。同样的视差位移方法可以计算出太阳系绕银星运行的周长和时间。书摘 #在科学的国度里,如果你遇到了无法克服的难题,那困难往往只是暂时的。对于遥远宇宙星系的探索,基于一些假设,如果这些假设有很小的偏差,那么很多结论都将被推翻。毕竟我们看到的最远星系的光芒闪耀在 10 亿年前。11. 刚诞生的地球是个纯液态的球体。50 亿年前地球的表层开始凝固。太阳系行星形成源自尘埃云旋转,物质碰撞,相互聚集。基于这个理论推导,每个恒星几乎都有行星系统,一定概率形成类地行星,一定概率将产生生命。太阳的能量来自碳氮循环反应。每次循环需要 500 万年。循环反应的终点是恒星发生超新星爆炸,或变为白矮星。书摘 #如果这位法官对物理学有一点了解,他会要求伍德教授好好算算,要把红灯看成绿灯,他的车速需要达到多少,然后给他开张超速罚单!宇宙正在膨胀,不是源于大爆炸,而是在此之前,宇宙曾从无限大收缩到致密的状态。疫情之下,各种封闭管控措施,但至少还有书籍,让自由的灵魂不被禁锢。
转发转发同时评论快速转发评论2分享「微信」扫码分享给这本书评了5.0人的认知空间也会因为一本书产生弯曲惊叹作者的物理功底和文字功底,相见恨晚,如果我能在高中阅读到这样的书籍,相信我对物理的理解会更加深刻。空间可以因为一个超大质量体产生弯曲,人的认知空间也会因为一本书产生弯曲。虽然,我后来学习了相关的课题,并且有更深入的理论学习,但是,这本书对已经离开科研近十年的我,还是有不少感触的。光速不变,光总能沿着最短的距离前进,这样的特性不是假设,而是物理特性。这个物理特性产生了四维时空,让时空变得不可分割。这部分推演是非常精彩的;另外是原子模型的推演和实验说明,也同样惊艳。作者以通俗易懂的形式,将现实生活及物理实验观察的现象逐步推演,用抽象的方式将物理、化学及生物。其中精彩,再做压缩就索然无味,还是请读者沉浸式阅读吧。说说自己的一点感触。刚好最近看智源举办的计算机研讨会,有些做深度学习的人员在质疑自己的研究方向是不是只能陷入参数量的比拼,是不是有大一统的方案,是不是有通用智能的实现方式,亦或者,能够先将情感感知的情感定义清楚。话题有大有小,放在几年前,我自己刚从科研所出来,是直接否定部分课题意义的。但是,有位教授点到,很多实用性的问题产业界和商业界会去挖掘,我们科研界虽然要关注价值,但也应有付出探索的意愿。我是颇受启发的,在阅读《从一到无穷大》的过程中,我莫名的感动,感受到作者铺陈的科学结晶,在事后看起来都是那么顺其自然的结论,但是,很多科学成果在被认可之前,都是经历过重重迷雾的。比如,我们现在熟知的化学元素,经历了古希腊哲学家的四元素设想,诱导了无数代炼金术的 “锤炼”,在失败之中人们不断反身思考过往模型的不足,在历代人的观察和记录中,才有人总结出了元素周期表。再者,那些天文观测者,如果不是兴趣使然,我无法想象他们基于什么目的愿意忍受住日复一日的记录,最终厚积薄发,打开后人对时空的认知边界。不是伟人的谦逊,“站在巨人的肩膀上”,那些不一定留名青史的观测和记录者,为人类科学之路铺装添瓦。在当今,我们应该有这样的 “宽容”,包容这些前行者的探索,因为我们沐浴在前人的探索成果中。
转发转发同时评论快速转发评论1分享「微信」扫码分享给这本书评了5.0地球一定经历过一段根本没有这种固体地壳存在的时期。那时候的地球只是一个发光的熔岩石球体。事实上,对地球内部的研究表明,就算到了现在,我们的地球大部分仍处于熔融状态。就连我们随口提到的 “固体基地”,实际上也只是一层漂浮在熔岩表面、相对较薄的薄片罢了。要想得出这个结论,最简单的方法就是去测量地表以下不同深度的温度。但要记住,地表下温度的变化规律是:每深入 1 千米,温度就上升 30 摄氏度(或每千英尺 16 华氏度),因此,如果选测的是世界上最深的矿井(南非的罗伯金矿井,位于南非的深海地区),那么测量者会发现,井壁已经热到必须安装相应的空调装置才能来防止矿工被活活烤死。
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